汽車人機交互界面在汽車設計中重要程度在逐漸增大，而且軟件定義的界面、科技的進步、消費者需求的升級、互聯網新勢力造車崛起，都使得人機交互設計不斷創新且迭代快速。本文以基于車載的人機交互界面為研究對象，深入分析主機廠研究的范疇、流程、主要媒介，支持傳統主機廠轉型設計與開發。
伴隨Z時代逐漸成為市場消費的主力人群，受益于中國經濟的穩定發展和富足生活水平，在消費觀念上更加追求精神方面等滿足，對于互聯網產品、即時通訊等科技產物使用頻率、依賴度更深。在汽車領域的消費市場中，用戶關注點也在逐步向智能網聯空間方向轉移[1]。從最開始大眾的懷疑態度、產品問題頻出，正在轉變為接受、吸引，購買態度、產品體驗更好[2-3]。智能網聯汽車給用戶最直觀的科技體驗便是基于車載的人機交互界面，因整車功能復雜性、用戶使用主觀性、流行趨勢多變性、駕駛任務安全性等因素，使得汽車人機交互界面場景和維度設計尤為重要[4]。本研究簡要闡述主機廠在進行汽車人機交互界面設計時的內容范圍、設計方法、設計開發流程、主要媒介設計分析等，以簡述傳統車企向互聯網模式轉型正在做的改變和挑戰的決心。
1 汽車人機交互研究范疇
車載的人機交互一般指人與汽車系統發生交互的媒介及其發生的行為，讓人與車建立溝通等渠道和語言，互相理解彼此的意圖，并對彼此的操作進行有效反饋。人機交互一般可以分為交互媒介和交互發生方式。
汽車涉及的交互媒介包括汽車儀表屏、中央控制娛樂屏、副駕影音屏、后排乘客屏、方向盤操作按鍵、抬頭顯示虛擬界面、手機端遠控屏、車輛內部按鍵、撥桿機構、頂棚操作按鍵、中央扶手操作區等，如圖1所示。
圖1 汽車涉及的交互媒介
按照人類五官感受分類，包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，汽車與人類的交互也無外乎通過這幾種方式，視覺看到的圖像，文字（屏幕或抬頭顯示呈現內容），觸覺的碰（點按、拖動、滑動、雙指動作、振動反饋），聽覺的聲音（語音指令、語音提示、聲音反饋），嗅覺的氣味（空調、香氛）等。另外汽車也可以主動獲取人類的意圖狀態，比如通過車載傳感器、攝像頭識別獲取（人類的手勢動作、眼睛動作、面容表情、大腦電波、脈搏心率、身體溫度、手部紋路等）。
主機廠人機交互界面設計分為兩個部分：交互流轉設計和界面視覺設計。交互流轉設計，主要是對車載人機的交互操作、邏輯流轉、結構層級進行設計，實現以用戶體驗為中心的設計，包括單一屏幕層級策略、多屏互動策略、多模聯動策略、頁面層級布局策略、軟件硬件交互策略等。界面視覺設計，主要是對車載人機的視覺效果進行設計，保證安全同時美觀高效，包括了界面的風格特征、顏色使用、動效動畫設計、字體排版、控件形態等。
2 主機廠人機交互研究流程
對于全新平臺的全新設計車型，主機廠在進行人機交互設計時，主要分為3個設計階段：概念設計階段、典型設計階段、詳細設計階段。
2.1 概念設計階段
概念設計階段是通過對需求的分析，衍生出相對具體風格框架，用于指導產品全過程設計理念。
在該階段，人機交互設計團隊需要根據市場調研、用戶訪談結果，對目標車型的目標用戶/人群、造型語言及特征、競品清單、需求痛點相關信息進行分析，結合裝備定義、簡要的功能清單、軟硬件平臺等，通過對同行業的趨勢及流行元素調研、分析，描繪出情緒版，總結歸納出目標車型人機交互概念設計關鍵詞，是一個思維風暴、盡情創作的過程。
交互流轉設計團隊通過對設計關鍵詞的理解及提煉制定交互設計框架，界面視覺設計團隊根據交互設計框架完成多套界面視覺設計。在此期間，軟件開發人員及人機校核人員需配合完成可行性校核，經過目標用戶及人機交互專家評審，根據目標車型定位需要，選擇一套或多套概念設計。
2.2 典型設計階段
典型設計階段是對概念設計進行多角度具體而可行的細化，形成各模塊具有代表性的典型設計及設計規范，用于指導后續多人同時快速批量出圖的設計工作。
在該階段，人機交互設計團隊需要選取包含車載的全人機系統的多種類型典型界面，基于選中的概念方案對典型界面進行規范化設計，必要時需要借助高保真原型進行效果確認，根據確定的典型交互設計和典型視覺設計分別制定《交互設計規范》、《視覺設計規范》，是一個思維的變換升級過程。
2.3 詳細設計階段
詳細設計階段是通過典型階段制定的規范，完成批量效果圖出圖、標注、切圖，動效動畫模型制作，用于軟件開發。
在該階段，交互流轉設計團隊需要根據各系統《產品需求文檔》、《交互設計規范》制定整車全部交互設計方案；界面視覺設計團隊需要根據《交互詳細設計方案》、《視覺設計規范》完成全部視覺效果圖設計，切圖、標注、動效、序列幀、模型等，并最終將全部視覺素材交付軟件開發。在軟件開發及測試評審中隨時跟蹤問題并進行優化改善至車型量產，是一個創作收斂全面細化的過程。
3 主要媒介人機交互設計分析
3.1 儀表人機交互設計
3.1.1 儀表的尺寸演變
儀表的屏幕材質有：機械儀表、全段碼儀表、段碼+液晶屏幕儀表、全液晶儀表。從市場量產項目總結儀表的設計外輪廓尺寸從12.3寸、10.1寸、5.3寸、4.1寸不等，甚至是異形，無儀表屏設計，根據不同的車型定位、內飾風格和人機校核會有不同的界面尺寸設計。針對不同的儀表材質和儀表尺寸在人機交互界面設計時有不同側重點和局限性。
早期機械式儀表的交互作用是讓駕駛員感知車輛行駛相關信息數據，伴隨現代化進程智能網聯汽車的發展及液晶儀表的出現，人類需求的升級，信息展示形式和媒介更加豐富和靈活。影音娛樂信息、電話導航信息等方便駕駛的信息更多出現在儀表上，尺寸越來越大，同時界面也不再只是單一風格，伴隨駕駛模式或用戶自主選擇，儀表界面顏色越來越多變，風格越來越多樣，動畫效果越來越精致。
但是近幾年，伴隨著抬頭顯示虛擬技術的發展，整車成本等因素的宏觀調控，儀表屏尺寸又有趨于變小的趨勢，信息顯示也在不斷簡化，部分信息遷移至中控娛樂屏或抬頭顯示，有些激進的主機廠的汽車沒有儀表。
3.1.2 儀表的結構分區演變
儀表顯示的行駛相關信息有報警燈、警示彈窗、車速、發動機轉速（電機轉速）、油耗（電耗）、里程、時間等信息。受限于傳統機械儀表和手動擋車輛駕駛需要，儀表會將轉速、車速作為兩個最重要信息區別于其他顯示，即兩分區顯示，如圖2所示。
圖2 兩分區式儀表交互框架
伴隨汽車電動化、智能網聯化的推進，駕駛輔助（自動駕駛）的顯示逐漸成為最重要信息。在駕駛輔助信息開啟后，儀表布局還會有一定場景化的主次變化；一般是結合車速，共同占據最主要的顯示區域，兩邊輔以影音娛樂信息、電話導航信息等，即三分區顯示，如圖3所示。
圖3 三分區式儀表交互框架
在儀表尺寸又變為小尺寸的當下，儀表信息體現似乎又回歸到機械式儀表時期的作用，幾乎只用來專注顯示車輛行駛相關信息數據，即單分區顯示，其他娛樂、導航、駕駛輔助等信息僅做簡略顯示。
伴隨科技發展，未來儀表也許會消失，整個座艙交互以虛擬現實的方式呈現，既可以展示更多樣的信息，也可以給用戶更好的自然交互的感受。
圖4 圖標式桌面交互框架
在國外車企的引領下，國內自主車企和互聯網汽車的發力，中央控制大屏集成了越來越多的網聯功能，比如在線音樂、有聲讀物、語音操作、在線導航、手機控車等，中國拉開互聯網引領汽車設計、智能化汽車的序幕，屏幕集合了更多的操作顯示內容，部分常用的應用入口變為一個小卡片，伴隨著簡單操作功能，比如音樂卡片的播放/暫停、上/下曲，地圖的搜索、回家、上班快捷方式等，即卡片式桌面，如圖5所示。
圖5 卡片式桌面交互框架
伴隨汽車自動駕駛及相關服務技術的發展，地圖導航、路況信息、駕駛輔助成為當下用戶最長時且重要的關注點。輔以車機性能的提升，地圖逐漸成為屏幕中用戶最關注部分，很多車企將地圖設為桌面，或在桌面里占據主要顯示區域，為了便于切換，一側會有常駐區域輔以簡要顯示或切換，即地圖式桌面，如圖6所示。
圖6 地圖式桌面交互框架
今天，不僅可以使用車輛收聽多種網絡音源，還可以使用多種網絡服務。交互也不僅是屏幕單一方式，多模交互的聯動配合也使得中央控制區功能不再集中，用戶也可以通過多種操作途徑達成心理預期。
[1]BENGLER K，RETTENMAIER M，FEIERLE A，et al.FromHMI to HMIs：Towards an HMI Framework for AutomatedDriving[J].Information，2020，11（2）：61.
[2]譚浩，孫家豪，關岱松，等.智能汽車人機交互發展趨勢研究[J].包裝工程，2019，40（20）：32-42.
[3]YANG H，ZHANG J T，WANG Y R，et al.Exploring relationships between design features and system usability of intelligent car human-machinetelligent car human-machine interface[J].Robotics and Autonomous Systems，2021（6）：103829.
[4]方慧君.結合HMI的高度自動化智能汽車的多維度造型設計[D].北京：清華大學，2016.
[5]譚征宇，戴寧一，張瑞佛，等.智能網聯汽車人機交互研究現狀及展望[J].計算機集成制造系統，2020，26（10）：2615-2632.
END
